WO2006129382A1

WO2006129382A1 - タッピングねじ

Info

Publication number: WO2006129382A1
Application number: PCT/JP2005/013408
Authority: WO
Inventors: Koji Yamaki
Original assignee: Topura Co., Ltd.
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2006-12-07
Also published as: EP1887234A1; US7780388B2; JP4926953B2; CN101166909A; EP1887234A4; JPWO2006129382A1; US20090053008A1; CN101166909B; EP1887234B1

Abstract

　深い下穴にねじ込む場合であっても、ねじ込みトルクが高くなり過ぎることを抑制できる。　平行ねじ２２と、平行ねじ２２よりも先端側に設けられるテーパねじ２３と、ねじ山の頂及び両側のフランクに沿うように部分的に突出するように設けられ、締結相手に設けられた下穴の表面にめねじを形成する突出部３０と、を備えたタッピングねじ１００において、突出部３０は、テーパねじ２３が設けられている領域から平行ねじ２２が設けられている領域の一部に至るまで複数備えられており、かつ、平行ねじ２２が設けられている領域に備えられている突出部３０を含むいくつかの突出部の先端に接する仮想的な円筒の直径が、平行ねじ２２のおねじの外径よりも大きくなるように構成されている。

Description

明細書

タッピングねじ

技術分野

[0001] 本発明は、タッピングねじに関するものである。

背景技術

[0002] 締結相手に設けられた下穴にねじ込むことによって、下穴の表面に、塑性変形によりめねじを形成するタッピングねじが知られている。このようなタッピングねじとして、テーパねじが設けられている領域に、めねじ加工用の突起を設けておき、この突起により平行ねじが螺合するめねじを下穴表面に形成する技術が知られている (特許文献 1 〜3参照)。また、軸部の先端側に、標準ねじ山よりもスプリングバックを考慮した分だけ径を大きくした略円筒状の加工ねじ山を設けた技術も知られている（特許文献 4参照)。

[0003] これらのタッピングねじにおいては、平行ねじ (標準ねじ）のおねじが、ねじ込み途中に、突起により形成されためねじに対して螺合されるように構成されている。したがつて、めねじに対してねじ込まれるおねじの山の数が増えていくと、摩擦抵抗が高くなっていくため、ねじ込みトルクは、ねじ込み深さに比例して高くなつていく。そのため、深い下穴にねじ込まなければならない場合には、ねじ込みトルクが高くなり過ぎて、作業性が悪くなつてしまう。また、これに伴い、十分な軸力を得ることができず、締結が不十分になってしまうおそれもある。

[0004] また、従来例に係るタッピングねじの場合にぉ、ては、タッピングねじにより形成されためねじに対して、同じ呼び径のボルトをねじ込んだとしても、めねじの内径が小さいため、おねじとめねじが干渉してしまう。従って、一度締結したタッピングねじを外した後に、当該タッピングねじにより形成されためねじに対して、汎用のボルトを締結させる場合には、一般的なボルトとナットの関係のように、安定した締結軸力を得ることはできない。

特許文献 1：特公昭 62— 55005号公報

特許文献 2：特公昭 39 - 14383号公報特許文献 3：特開平 8— 338412号公報

特許文献 4：特開 2000 - 35016号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 本発明の目的は、深い下穴にねじ込む場合であっても、ねじ込みトルクが高くなり過ぎることを抑制できるタッピングねじを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

[0007] すなわち、本発明のタッピングねじは、

平行ねじと、

該平行ねじよりも先端側に設けられるテーパねじと、

ねじ山の頂及び両側のフランクに沿うように部分的に突出するように設けられ、締結相手に設けられた下穴の表面にめねじを形成する突出部と、を備えたタッピングねじにおいて、

前記突出部は、テーパねじが設けられている領域力平行ねじが設けられている領域の一部に至るまで複数備えられており、

かつ、平行ねじが設けられて、る領域に備えられて、る突出部を含む、くつかの突出部の先端に接する仮想的な円筒の直径が、平行ねじのおねじの外径よりも大きくなるように構成されて、ることを特徴とする。

[0008] 本発明によれば、平行ねじが設けられて、る領域に備えられて、る突出部を含むいくつかの突出部の先端に接する仮想的な円筒の直径力 S、平行ねじのおねじの外径よりも大きいため、突出部により形成されるめねじの内径は、平行ねじのおねじの外径よりも大きくなる。そのため、ねじ込み途中（軸力が発生する前）においては、平行ねじはめねじに当接しない。従って、ねじ込み途中においては、平行ねじが、ねじ込みトルクを増加させる要因となることはない。また、めねじの内径は、平行ねじのおねじ外径よりも大きいため、タッピングねじを外した後に汎用ボルトを締結させても、汎用ボルトのねじ山と成形めねじのねじ山が干渉してしまうことを防止できる。

[0009] ここで、全ての突出部の先端が、軸部の先端側から頭部に向力うにつれて徐々に径が大きくなる仮想的な螺旋を通るように構成されて、るとょ、。

[0010] これによれば、めねじが最終形状に至るまで、滑らかにめねじを形成することができる。

[0011] また、平行ねじが設けられて、る領域に備えられて、る複数の突出部の先端に接する仮想的な円筒の軸心が、軸部の軸心と一致するように構成されていることも好適である。

発明の効果

[0012] 以上説明したように、本発明によれば、深い下穴にねじ込む場合であっても、ねじ込みトルクが高くなり過ぎることを抑制できる。

[0013] これに伴い、締結作業を向上させることができる。また、安定した締結を実現できる。更に、めねじの内径は、平行ねじのおねじ外径よりも大きいため、タッピングねじを外した後に汎用ボルトを締結させても、汎用ボルトのねじ山と成形めねじのねじ山が干渉してしまうことを防止できる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]図 1は本発明の実施例 1に係るタッピングねじの正面図である。

[図 2]図 2は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおけるねじ山と突出部との位置関係を説明する図である。

[図 3]図 3は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおけるめねじ形成用の突出部が設けられた付近の模式的断面図である。

[図 4]図 4は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおいて、締結時におけるめねじ形成用の突出部が設けられた付近の模式的断面図である。

[図 5]図 5は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおけるめねじ形成用の突出部が設けられた付近の模式的断面図である。

[図 6]図 6は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおいて、締結時におけるめねじ形成用の突出部が設けられた付近の模式的断面図である。

[図 7]図 7は本発明の実施例 1に係るタッピングねじのねじ込み途中の様子を示す概略図である。

[図 8]図 8は本発明の実施例 1に係るタッピングねじを締結させた状態の様子を示す概略図である。

[図 9]図 9はねじ込み特性を示すグラフである。

[図 10]図 10は本発明の実施例 2に係るタッピングねじの正面図である。

[図 11]図 11は本発明の実施例 2に係るタッピングねじにおけるねじ山と突出部との位置関係を説明する図である。

符号の説明

[0015] 10 頭部

11 フランジ

20 軸部

21 円筒部

22 平行ねじ

23 テーパねじ

30, 31, 32, 33 突出部

40, 41, 42, 43 突出部

100, 200 タッピングねじ

500 第 1部材

501 下穴

600 第 2部材

601 貫通孔

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

実施例 1

[0017] 図 1〜図 9を参照して、本発明の実施例 1に係るタッピングねじについて説明する。

図 1は本発明の実施例 1に係るタッピングねじの正面図である。図 2は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおけるねじ山と突出部との位置関係を説明する図である。図 3及び図 5は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおけるめねじ形成用の突出部が設けられた付近の模式的断面図（軸部の軸心を通るように切断した断面図）である。図 4及び図 6は本発明の実施例 1に係るタッピングねじにおいて、締結時におけるめねじ形成用の突出部が設けられた付近の模式的断面図（軸部の軸心を通るように切断した断面図）である。図 7は本発明の実施例 1に係るタッピングねじのねじ込み途中の様子を示す概略図である。図 8は本発明の実施例 1に係るタッピングねじを締結させた状態の様子を示す概略図である。図 9はねじ込み特性を示すグラフである。

[0018] くタッピングねじの概略構成〉

特に、図 1を参照して、タッピングねじの概略構成を説明する。本実施例に係るタツビングねじ 100は、フランジ 11の付いた頭部 10と、軸部 20とを備えている。そして、軸部 20は、頭部 10側から先端に向けて、順に、円筒部 21と、平行ねじ 22と、テーパねじ 23とを備えている。また、軸部 20には、締結相手に設けられた下穴の表面にめねじを形成するための複数の突出部 30が設けられている。

[0019] 本実施例においては、突出部 30は、テーパねじ 23が設けられている領域から平行ねじ 22が設けられている領域の一部に至るまで複数備えられている。より詳細には、突出部 30は、テーパねじ 23の先端付近から、螺旋状に 120° 毎に、平行ねじ 22の 1山目のねじ山に至るまで連続的に備えられている。

[0020] <突出部の詳細説明 >

特に、図 2〜図 6を参照して、突出部 30について詳細に説明する。図 2 (A)は、最も頭部側にある突出部 31を起点として、図 1中 AA矢視方向に沿って螺旋状に横方向に切断した断面を示した図である。図 2 (B)は、平行ねじ 22のおねじの外径 DOと、突出部 30のうち頭部 10側にあるものから順に 3つ選んだ突出部（分力、りやすくするために、これらを特に突出部 31, 32, 33とする）の先端に接する仮想的な円筒（当該円筒の軸は軸部 20の軸心と平行となるようにする）の直径 D1との関係を示す図である。なお、図 2 (A)中、 X0, XIはねじ山の谷底を示し、 Y0, Y1はねじ山の頂を示している。また、点線で示した XO, Y0は平行ねじ 22におけるねじ山について、それぞれ谷底，山の頂を示している。

[0021] 突出部 30は、図 3〜図 6に示すように、ねじ山の頂及び両側のフランク (進み側フランク及び追い側フランク）に沿うように部分的に突出するように設けられている。なお、突出部 30の形状に関しては、図 3及び図 4に示すように、両側のフランクに対して均等な厚みを有するようにしても良いし、図 5及び図 6に示すように、ねじ込みの際、推力で加わる力により大きな圧力を受ける進み側フランク側の方が、追、側フランク側よりも厚みを厚くするようにしても良い。

[0022] なお、本実施例では、ねじ山表面力の突出分の高さ（厚み）力全ての突出部 30 について等しくなるように設定されている。また、本実施例では、最も頭部 10側の突出部 31のみが平行ねじ 22が設けられた領域に備えられている。これにより、最も先端側にある突出部力順に突出部 30の先端を全て結ぶと、先端側から頭部 10に向力うにつれて徐々に径が大きくなる螺旋を描くことができる。そして、頭部 10側の 3個の突出部 31, 32, 33の先端に接する仮想的な円筒（当該円筒の軸は軸部 20の軸心と平行となるようにする）の直径 D1は、平行ねじ 22のおねじの外径 DOよりも大きくなる（図 2参照)。

[0023] <ねじ込みについて >

特に、図 3〜図 8を参照して、上記のように構成されたタッピングねじ 100のねじ込みについて説明する。図 7に示すように、締結相手となる第 1部材 500に設けられた下穴 501と、第 1部材 500に固定させる第 2部材 600に設けられた貫通孔 601を一致させた状態で、タッピングねじ 100をねじ込む。これにより、第 1部材 500に設けられた下穴 501の表面に、塑性変形によってめねじ 502が形成されながら、タッピングねじ 100がねじ込まれていく。図 8はねじ込みが完了した状態を示している。なお、本実施例においては、第 1部材 500は、軽合金や軽金属などの軟質材から構成されており、深い下穴 501が設けられている。一般的には、タッピングねじは、薄い板に設けられた下穴にねじ込まれ、ねじの先端が板力突き出た状態となる力本実施例の場合には、図示のように、深い下穴 501にねじ込まれ、ねじの先端は下穴 501の中に埋もれた状態となる。

[0024] ここで、本実施例では、上述のように、頭部 10側の 3個の突出部 31, 32, 33の先端に接する仮想的な円筒の直径 D1は、平行ねじ 22のおねじの外径 DOよりも大きくなるように設定されている。従って、複数の突出部 30によって下穴 501の表面に形成されるめねじ 502の谷は、平行ねじ 22のおねじの山よりもひとまわり大きな形状となる (めねじ 502の内径は、平行ねじ 22のおねじの外径よりも大きくなる）。

[0025] 従って、ねじ込み途中（軸力が発生する前）においては、平行ねじ 22はめねじ 502 に当接しない（図 4及び図 6参照)。ただし、頭部 10のフランジ 11が第 2部材 600に当たり、軸部 20に引っ張り力が作用し、一定以上の軸力が生じた後は、平行ねじ 22 とめねじ 502は接触する。これにより、一定以上の軸力が生じた後は、一般的なボルトとナットとの関係のように、十分な締結力を得ることができる。

[0026] <本実施例に係るタッピングねじの優れた点 >

本実施例に係るタッピングねじ 100によれば、ねじ込み途中においては、平行ねじ 22はめねじ 502に当接しない。そのため、ねじ込み途中においては、平行ねじ 22がねじ込みトルクに関与しない。これにより、最も頭部 10側の突出部 31によって、めねじの形成が開始された後のねじ込みトルクを一定にすることができる。従って、従来ねじ込み深さに比例してねじ込みトルクが上昇して!/、た現象を抑制することができる

[0027] 図 9はねじ込み特性を示すグラフである。なお、横軸がねじ込み深さ、縦軸がねじ込みトルクである。また、図中、 Xは本実施例に係るタッピングねじの場合、 Yは上述した特許文献 1〜3のように、テーパねじの部分にのみめねじ加工用の突出部を設けたタッピングねじの場合、 Zは上述した特許文献 4のように、標準ねじ山よりも先端側に略円筒状の加工ねじ山を設けた場合を示している。

[0028] このグラフから分力るように、本実施例に係るタッピングねじの場合には、ねじ込み深さが所定量を越えると、ねじ込みトルクは一定となる。これに対して、ねじ込み途中に、おねじがめねじに螺合するように構成された従来例 Yの場合には、ねじ込み深さが所定量を越えても、ねじ込みトルクは、ねじ込み深さに比例して大きくなつてしまう。また、本実施例では徐々にねじ山を成形していくのに対し、従来例 Zの場合は加工ねじ部最大径が先端より開始しているため、ねじ込むトルクが急激に増加する。また、加工ねじ部の接触面積が大きいため、ねじ込みトルクが高くなり、先端が下穴の中心を捉えにくい構造になっていることから、軸心がずれ易ぐねじ込み深さが深くなるにしたがい、ねじ込みトルクの上昇が見られる。 [0029] 以上のことから、下穴が深い場合であっても、本実施例に係るタッピングねじの場合にはねじ込みトルクが高くなり過ぎてしまうことを抑制できる。これにより、締結作業を向上させることができる。また、一般的なボルトとナットとの締結管理に準じた締結管理が可能となり、安定した軸力を発生させる締結が実現できる。更に、本実施例に係るタッピングボルト 100により形成されるめねじの谷は、平行ねじ 22のおねじよりもひとまわり大きいことから、タッピングボルト 100を取り外した後に、当該めねじに対して、通常のナットに対する場合と同様に、同じ呼び径の汎用ボルトを締結させることができる。この場合、一般的なボルトとナットとの締結と同様の締結を実現することができ、安定した締結力が得られる。

実施例 2

[0030] 図 10及び図 11には、本発明の実施例 2が示されている。本実施例では、上記実施例 1の構成に対して、更に、平行ねじの 2山目のねじ山に至るまで、加工用の突出部を設けた構成としている。その他の構成および作用については実施例 1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

[0031] 図 10は本発明の実施例 2に係るタッピングねじの正面図である。図 11は本発明の実施例 2に係るタッピングねじにおけるねじ山と突出部との位置関係を説明する図である。

[0032] 本実施例に係るタッピングねじ 200は、上記実施例 1に係るタッピングねじ 100と基本的な構成は同一であるが、本実施例の場合には、締結相手に設けられた下穴の表面にめねじを形成するための複数の突出部 40が、実施例 1の場合よりも多く設けられている。この突出部について、特に、図 11を参照して説明する。

[0033] なお、図 11 (A)は、最も頭部側にある突出部 41を起点として、図 10中 BB矢視方向に沿って螺旋状に横方向に切断した断面を示した図である。図 11 (B)は、平行ねじ 22のおねじの外径 DOと、突出部 40のうち頭部 10側にあるものから順に 3つ選んだ突出部 (分力、りやすくするために、これらを特に突出部 41, 42, 43とする）の先端に接する仮想的な円筒（当該円筒の軸は軸部 20の軸心と平行となるようにする）の直径 D2との関係を示す図である。なお、図 11 (A)中、 X2はねじ山の谷底を示し、 Y2 はねじ山の頂を示して、る。 [0034] 本実施例に係る突出部 40は、頭部 10側の突出部 41, 42, 43を除けば、上記実施例 1に係るタッピングねじ 100における突出部 30の構成と同一である。

[0035] 本実施例の場合には、突出部 41, 42, 43は、いずれも平行ねじ 22が設けられている領域に備えられている。従って、これらの突出部 41, 42, 43の先端に接する仮想的な円筒の軸心は、軸部 20の軸心と一致する。また、突出部 41, 42, 43の先端に接する仮想的な円筒の直径 D2は、上記実施例 1における直径 D1よりも更に大きくなる。

[0036] 以上のように構成された本実施例に係るタッピングねじ 200の場合にも、上記実施例 1に係るタッピングねじ 100の場合と同様の効果を得ることができる。また、本実施例の場合には、突出部 41, 42, 43の先端に接する仮想的な円筒の直径 D2が実施例 1の場合に比べて大きいため、本実施例に係るタッピングねじ 200により形成されるめねじの谷は、実施例 1の場合よりも更に大きくなる。これにより、ねじ込み途中において、平行ねじ 22が形成するめねじの外径が大きくなり、汎用ボルトのねじ外径等が大きくなつた場合も、成形されためねじと締結するおねじに一定のクリアランスを持たせることが可能になる。

[0037] また、本実施例によれば、突出部 41, 42, 43の先端に接する仮想的な円筒の軸心と、軸部 20の軸心が一致するため、タッピングねじ 200を締結させた際のめねじに対する同心度をより正確にすることができる。

[0038] (その他）

上記の実施例では、突出部を、 120° 毎に（つまり、 1周につき 3箇所)設けられた場合の構成を示したが、突出部の配置や個数は、実施例で示したものに限られるものではな!/ヽことは言うまでもな!/、。

Claims

請求の範囲

[1] 平行ねじと、

該平行ねじよりも先端側に設けられるテーパねじと、

かつ、平行ねじが設けられて、る領域に備えられて、る突出部を含む、くつかの突出部の先端に接する仮想的な円筒の直径が、平行ねじのおねじの外径よりも大きくなるように構成されて、ることを特徴とするタッピングねじ。

[2] 全ての突出部の先端が、軸部の先端側力頭部に向かうにつれて徐々に径が大きくなる仮想的な螺旋を通るように構成されてヽることを特徴とする請求項 1に記載のタッビングねじ。

[3] 平行ねじが設けられている領域に備えられている複数の突出部の先端に接する仮想的な円筒の軸心が、軸部の軸心と一致するように構成されて、ることを特徴とする請求項 1に記載のタッピングねじ。